外源稀土Ce3+对凤眼莲钙相关光合作用的影响

以造成水体污染的主要水生生物之一的凤眼莲为研究对象,探究外源稀土Ce3+对凤眼莲钙相关光合作用的影响.相比于对照组,营养液中缺钙但添加外源稀土Ce3+的条件下,凤眼莲叶绿素含量减少8.31%、叶绿体荧光产额分别减少6.14%(440nm)和3.82%(480nm)、类囊体膜上Mg2+-ATP酶和Ca2+-ATP酶分别减少1.93%和5.05%,蛋白质含量减少3.94%;但较缺钙的营养液处理组相应指标分别增加了9.89%、15.21%和3.05%、8.08%和10.26%、10.16%.添加Ce3+的营养液处理组的凤眼莲钙相关光合作用指标同样显著提高.结果表明,Ce3+有类似于Ca2+的特性,适量的Ce3+可以补偿替代钙,对植物光合作用有促进效果,增加植物生物量,促进凤眼莲型水生植物的生长,对水体富营养化进程的发展起正催化作用.     

Atrazine toxicity to Handroanthus heptaphyllus,a nontarget species from a Brazilian biome threatened by agriculture

The economic basis of the Brazilian midwest is agriculture, concentrating most of the grain production in the country. With the purpose of increasing yield, farmers have intensified land use and the use of atrazine among other pesticides, which can supposedly compromise human health and photosynthetic metabolism of plant species from Cerrado, such as Handroanthus heptaphyllus. The aim of this study was to determine experimentally the sensitivity level of H. heptaphyllus to atrazine, by measuring gas exchange, chlorophyll a fluorescence, chloroplastidic pigments, and membrane permeability. The experiment was conducted in a factorial scheme. Nine‐month‐old H. heptaphyllus plants were treated with six realistic doses of atrazine: 0, 25, 50, 100, 200, and 400 g a.i. ha^–1 (corresponding to 10, 20, 40, 80, and 100% of the commercial dose recommended for corn crops, respectively), with five replications. Evaluations were performed at 12, 36, 84, 180, and 276 h after treatment application. Photosynthesis, the effective quantum yield of photosystem II, and electron transport rate were gradually reduced by the action of atrazine. On the other hand, the nonphotochemical quenching increased gradually, which indicates that this mechanism was not sufficient to avoid oxidative stress and cellular damage in H. heptaphyllus treated plants. Based on these results, we concluded that the action of the herbicide in the photosynthetic reduction occurs by the electron transport rate limitation. Therefore, H. heptaphyllus trees are at risk in Cerrado areas next to agricultural lands.     

纳米TiO2与重金属Cd对铜绿微囊藻生物效应的影响

为了更全面地评价纳米TiO2的生物效应,尤其是纳米TiO2与其他环境污染物的联合作用,以铜绿微囊藻为受试生物,探讨了不同浓度的纳米TiO2,以及纳米TiO2与Cd联合作用对藻生长的影响。根据叶绿素a及藻胆蛋白的含量变化,低浓度的纳米TiO2溶液(0～50mg.L-1)可以促进藻的生长,当纳米TiO2的浓度大于50mg·L-1时,藻细胞的生长有所抑制,生长减慢,并呈剂量-效应关系;当纳米TiO2与Cd离子同时存在时,由于纳米TiO2对Cd离子的吸附作用,水中游离态Cd离子浓度降低,Cd离子对藻的毒性明显降低。因此,纳米TiO2的生态毒性和环境效应不容忽视,同时,应重视纳米材料及与其他环境污染物质共同作用后的生物效应。     

沙芥幼苗叶片解剖结构和光合作用对干旱胁迫的响应

为了了解干旱胁迫对植物光合作用和叶片结构的影响,明确植物光合作用和结构对干旱胁迫的响应,本研究以沙生植物、中国特有种---沙芥为材料,采用Li-6400光合仪和常规石蜡切片法,研究了干旱胁迫下沙芥光合参数、叶片解剖结构的变化,结合前期对沙芥叶片内活性氧物质含量变化的研究,试图阐述沙芥叶片应对干旱胁迫的机制,揭示沙生植物—沙芥在干旱环境中的生存策略,为植物耐旱性提供理论依据。结果表明：随着土壤含水量下降,净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、叶片厚度、上表皮厚度、下表皮厚度呈下降趋势;海绵组织厚度呈先下降后上升的趋势;胞间二氧化碳浓度(Ci)呈上升的趋势;气孔限制值(Ls)、水分利用率(WUE)、栅栏组织和栅栏组织/海绵组织和叶片组织结构紧密度(CTR)呈先先上升后下降的趋势;且在土壤含水量大于39% WHC时沙芥光合和结构受影响较小,在土壤含水量低于39% WHC时,沙芥光合作用受到抑制,而叶片紧密度变大,能够较好的抵御干旱环境。结果表明干旱胁迫下沙芥幼苗叶片光合作用的下降是非气孔因素造成的,且其叶片结构的变化会影响光合作用,光合作用通过产生活性氧对结构也有影响。说明沙芥能够很好的适应中度干旱以上的环境,在重度干旱环境中沙芥通过调节叶片结构以适应环境,这可能是沙芥能够在沙漠地区生存繁殖的原因之一。     

压力下伪空胞破裂对3种水华蓝藻生长及光合作用的影响

采用批量培养方式,研究了伪空胞的破裂对3种典型水华蓝藻——铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)、螺旋鱼腥藻(Anabaena spiroides)和孟氏浮游蓝丝藻(Plankothrix mougeotii)生长的影响,同时分析了伪空胞破裂对3种藻光合作用及细胞形态的影响.结果表明,伪空胞破裂对3种藻的生长影响不同,铜绿微囊藻和孟氏浮游蓝丝藻的细胞生长不受伪空胞破裂的影响,而螺旋鱼腥藻生长初期出现了5 d的延滞期;伪空胞破裂对3种藻光合作用影响较小,其中铜绿微囊藻和螺旋鱼腥藻的光合作用没有受到影响,而孟氏浮游蓝丝藻在饱和光强时最大光合作用速率降低了12.6%.铜绿微囊藻、孟氏浮游蓝丝藻及螺旋鱼腥藻细胞在伪空胞破裂后恢复较快,在3～5 d内又重新生成了大部分的伪空胞.      

浮尘对冬小麦叶片光合作用及细胞膜透性的影响

我国是浮尘发生频繁的国家。浮尘作为一种灾害性天气不仅直接危害作物,而且通过减少直接辐射,减缓冰雪融化,减少河水流量,改变土壤性质等间接影响作物的生长发育。因此,深入研究浮尘对作物的影响具有重要意义。但目前,国内外的学者主要偏重研究人为粉尘和工业污染物对野生植物及绿化植物的影响,较少关注自然降尘对作物的影响;特别是在长期浮尘胁迫下冬小麦叶片的气孔导度、净光合速率、细胞质膜相对透性等生理指标的变化很少有研究。通过模拟降尘和盆栽试验,研究了拔节期和盛花期的降尘对冬小麦叶片温度（Tleaf）、叶绿素含量（Chl）、游离脯氨酸含量（Pro）、净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、胞间CO2浓度（Ci）、细胞膜透性的影响（MP）。结果表明,降尘使拔节期和盛花期冬小麦的净光合速率分别下降52%和43.9%,差异均显著（P〈0.05）;降尘还增大细胞膜透性,破坏了冬小麦自身调节系统,使拔节期和盛花期的叶绿素含量分别下降14.4%和20.4%,达到极显著差异（P〈0.01）;降尘还使拔节期叶片的气孔导度下降到对照的26.9%（P〈0.05）,同时叶面温度升高,脯氨酸含量增加38.2%。     

几种荒漠植物对干旱过程的生理适应性比较

在甘肃临泽实地取样进行试验,比较了胡杨、花棒和梭梭等荒漠植物离体枝条的光合、蒸腾作用对组织水势降低的响应,以探讨其对干旱过程的适应性.结果显示,梭梭在-2～-5.5MPa、胡杨在-1～-4.5MPa的枝叶水势下具有较高的光合速率和水分利用效率,花棒和二白杨则在水势低于-2 MPa时光合速率和水分利用效率均显著下降;同时,梭梭的最大蒸腾速率不足2 mmol m-2 s-1,而同样条件下胡杨和二白杨的最大蒸腾速率则在4～6 mmol m2 s-1.因此,几种荒漠植物中,梭梭最能够适应干旱荒漠环境;胡杨因蒸腾失水较多而对环境水分有较强的依赖性,适应极端干旱的能力不及梭梭;花棒虽具有蒸腾耗水少的特点,但因在环境严重缺水时光合效率低而影响了其对荒漠的适应能力.     

植物光合及蒸腾特性对湿地脱氮效果的影响

测定了芦苇光合作用及蒸腾特性随气象和水力条件的变化,及湿地相应的脱氮效率.采用相关系数法分析了芦苇光合及蒸腾特性与脱氮效率之间的关系.结果表明,芦苇的光合作用、蒸腾作用对湿地脱氮效果影响较大,随净光合速率和蒸腾速率的增加,湿地中DO浓度上升,改善了湿地脱氮效果;湿地水深影响芦苇水分利用效率和湿地脱氮效率,与浅水位比较而言,深水位下芦苇的水分利用率和湿地脱氮效率都得到了提高.     

夏季太湖光学介质获取的光合有效辐射能量谱随深度变化规律的研究

根据2006-07-29～2006-08-01太湖41个站点测定的水体上、下行辐照度、非藻类颗粒物、浮游植物及有色溶解有机物(chromophoric dissolved organic matter, CDOM)的吸收系数,计算了单位水体中各介质所吸收光合有效辐射能量谱随深度的变化.结果表明,单位水体中的浮游植物获取光合有效辐射能量的标准化谱在表层有2个主峰,分别位于450 nm左右和675 nm左右,随着深度增加,位于450 nm左右的峰逐渐减弱,在藻型湖区和湖心区,衰减尤为明显,且该峰对应的波长出现红移现象;浮游植物获取的主要光能来源随深度的增加逐渐由400～500 nm和600～700 nm向600～700 nm过渡,在草型湖区的过渡速度相对缓慢,而在梅梁湾（藻型湖区）和湖心区却很快;单位水体中的非藻类颗粒物在表层获取的能量主要来自400～500 nm,但随深度的增加,其获取的能量主要来自500～600 nm;单位水体中CDOM获取光合有效辐射能量随深度的变化特征类似于非藻类颗粒物,但在草型湖区,其在500～600 nm获取能量的优势不如非藻类颗粒物明显.